大学物理作业题答案

1、二章2-2质量为16 kg的质点在xoy平面内运动，受一恒力作用，力的分量为fx6 n，fy7 n.当t0时，xy0，vx2 ms1，vy0.求当t2 s时质点的位矢和速度.解： (1)于是质点在时的速度(2)2-6一颗子弹由枪口射出时速率为v0 ms1，当子弹在枪筒内被加速时，它所受的合力为f(abt)n(a，b为常数)，其中t以s为单位： (1)假设子弹运行到枪口处合力刚好为零，试计算子弹走完枪筒全长所需时间；(2)求子弹所受的冲量；(3)求子弹的质量.解: (1)由题意，子弹到枪口时，有,得(2)子弹所受的冲量将代入，得(3)由动量定理可求得子弹的质量2-8如题2-8图所示，一物体质量为

2、2 kg，以初速度v03 ms1从斜面a点处下滑，它与斜面的摩擦力为8 n，到达b点后压缩弹簧20 cm后停止，然后又被弹回.求弹簧的劲度系数和物体最后能回到的高度.题2-8图解: 取木块压缩弹簧至最短处的位置为重力势能零点，弹簧原长处为弹性势能零点。则由功能原理，有式中，再代入有关数据，解得再次运用功能原理，求木块弹回的高度代入有关数据，得 ,则木块弹回高度五章5-7试说明下列各量的物理意义.(1) kt； (2)kt； (3)kt；(4)rt； (5) rt； (6) rt.解：()在平衡态下，分子热运动能量平均地分配在分子每一个自由度上的能量均为t()在平衡态下，分子平均平动动能均为.(

3、)在平衡态下，自由度为的分子平均总能量均为.()由质量为，摩尔质量为，自由度为的分子组成的系统的内能为.(5) 摩尔自由度为的分子组成的系统内能为.(6) 摩尔自由度为的分子组成的系统的内能，或者说热力学体系内，1摩尔分子的平均平动动能之总和为.八章8-4如题8-4图所示，ab、cd为长直导线，bc为圆心在o点的一段圆弧形导线，其半径为r.若通以电流i，求o点的磁感应强度.解：如题8-4图所示，点磁场由、三部分电流产生其中产生 产生，方向垂直向里段产生 ，方向向里，方向向里题8-8图8-8一根很长的同轴电缆，由一导体圆柱(半径为a)和一同轴的导体圆管(内、外半径分别为b，c)构成，如题8-8图

4、所示.使用时，电流i从一导体流去，从另一导体流回.设电流都是均匀地分布在导体的横截面上，求：(1)导体圆柱内()，(2)两导体之间()，(3)导体圆筒内()，(4)电缆外()各点处磁感应强度的大小.解： (1) (2) (3) (4) 8-10如题8-10图所示，在长直导线ab内通以电流，在矩形线圈cdef中通有电流，ab与线圈共面，且cd，ef都与ab平行.已知a9.0 cm，b20.0 cm，d1.0 cm，求：(1)导线ab的磁场对矩形线圈每边所作用的力；(2)矩形线圈所受合力和合力矩.解：(1)方向垂直向左，大小 同理方向垂直向右，大小 方向垂直向上，大小为 方向垂直向下，大小为(2)

5、合力方向向左，大小为合力矩 线圈与导线共面 十四章 14-11当基态氢原子被12.09 ev的光子激发后，其电子的轨道半径将增加多少倍？解： , ,轨道半径增加到倍.14-20原子内电子的量子态由n，l，ml，ms四个量子数表征.当n，l，ml一定时，不同的量子态数目是多少？当n，l一定时，不同的量子态数目是多少？当n一定时，不同的量子态数目是多少？解：(1) (2)，每个有个，每个可容纳的个量子态(3)10章 机械振动10-5有两个同方向、同频率的简谐振动，其合成振动的振幅为0.20 m，位相与第一振动的位相差为，已知第一振动的振幅为0.173 m，求第二个振动的振幅以及第一、第二两振动的位

6、相差.题10-5图解：由题意可做出旋转矢量图如下由图知 设角，则即 即，这说明，与间夹角为，即二振动的位相差为.11章 机械波11-4已知波源在原点的一列平面简谐波，波动方程为yacos (btcx)，其中a，b，c为正值恒量.求：(1)波的振幅、波速、频率、周期与波长；(2)写出传播方向上距离波源为l处一点的振动方程；(3)任一时刻，在波的传播方向上相距为d的两点的位相差.解: (1)已知平面简谐波的波动方程 ()将上式与波动方程的标准形式比较，可知：波振幅为，频率，波长，波速，波动周期(2)将代入波动方程即可得到该点的振动方程(3)因任一时刻同一波线上两点之间的位相差为 将，及代入上式，即

7、得11-5沿绳子传播的平面简谐波的波动方程为y0.05cos(10t4x)，式中x，y以m计，t以s计.求：(1)波的波速、频率和波长；(2)绳子上各质点振动时的最大速度和最大加速度；(3)求x0.2 m处质点在t1 s时的位相，它是原点在哪一时刻的位相？这一位相所代表的运动状态在t1.25 s时刻到达哪一点？解: (1)将题给方程与标准式相比，得振幅，频率，波长，波速(2)绳上各点的最大振速，最大加速度分别为(3) m处的振动比原点落后的时间为故,时的位相就是原点()，在时的位相，即 设这一位相所代表的运动状态在s时刻到达点，则11-6如题11-6图所示，s1和s2为两相干波源，振幅均为a1，相距，s1较s2位相超前，求：题11-6图(1)s1外侧各点的合振幅和强度；(2)s2外侧各点的合振幅和强度.解：（1）在外侧，距离为的点，传到该点引起的位相差为（2）在外侧.距离为的点，传到该点引起的位相差.11-7如题11-7所示，设b点发出的平面横波沿bp方向传播，它在b点的振动方程为y12103cos 2t；c点发出的平面横波沿cp方向传播，它在c点的振动方程为y22103cos(2t)，本题中y以m计，t以s计.设bp0.4 m，cp0.5 m，波速u0.2 ms1，求：(1)两波传到p点时的位相差；(2)当这两列波的